为什么我的NI DSA设备生成了平滑的方波、锯齿波和三角波?



硬件: Modular Instruments>>Dynamic Signal Acquisition and Analysis (DSA)

问题: 我正在使用NI的DSA (动态信号采集) 设备,观察模拟输入或者模拟输出端口的失真信号。我试图采集一个非正弦波形,比如一个方波或者三角波,但此时我所得到的波形与正弦波很类似。当我尝试使用我的DSA设备的模拟输出端口去输出非正弦波形时,也碰到了同样的问题。

为什么会发生这种情况呢?

解答: 这种平滑化应该归咎于吉布斯效应,这种效应是有限带宽系统中的常见现象。本文档解释了在使用美国国家仪器有限公司的DSA设备时,数模转换器(DAC)中的吉布斯现象。

所有的DSA板卡在模拟输出端(数模转换器-DAC)和模拟输入端(模数转换器-ADC)中使用了Delta-Sigma技术。Delta-Sigma DAC 对信号过采样并移除了奈奎斯特频率以上的频率成分。例如,如果DSA板卡以50kHz的频率采样,那么25kHz(奈奎斯特频率)以上的任何频率都将被衰减掉。关于奈奎斯特理论的更多相关信息,可参考下面链接 NI Developer Zone Tutorial: Bandwidth, Sample Rate, and Nyquist Theorem

一个纯的正弦单频信号只有单独一个一次谐波。通过增加谐波,可以将一个正弦波波形转化为一个方波波形。理想情况下,增加无限个谐波成分才能产生下图所示的完美的方波信号。


然而,如果这个系统的带宽有限,正如任何一个DSA设备一样,一些谐波成分将不能存在于信号中,因此,信号就会发生失真。这就意味着,13.5kHz 的一个方波看起来像一个正弦波,因为25kHz及其以上频率的所有谐波都会被衰减掉。

采用含有高频成分的波形时,如三角波和锯齿波,这个效应都会存在。



相关链接: KnowledgeBase 2UI8PGX4 : Why Is My Data Delayed When Using A Digital Trigger With My DSA Device?
KnowledgeBase 1JFAAR0O : When Should I Use NI 45xx Instruments Versus the NI 44xx Boards?
KnowledgeBase 1JF9G50O : Differences Between PCI 44xx Series and the 45xx Series DSA Boards
KnowledgeBase 1JF7GO0O : What Accessories Work with the Dynamic Signal Analyzer (DSA) Instruments and Boards?
NI Developer Zone Tutorial: Bandwidth, Sample Rate, and Nyquist Theorem

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报告日期: 11/12/2003
最近更新: 05/06/2009
文档编号: 33BFLQWD